《制取氧气》公开课教案

8/10课题3制取氧气一、教材分析1.地位与作用：本单元的知识是在初中化学学习的起始部分第一次系统地进行物质制取的讲解，它既要建立在本单元前两节知识的基础上（氧气的物理性质等），还要为以后学习物质（二氧化碳等）的制取起到学习方法的铺垫作用。2.知识类型与知识结构：本课题知识包括氧气的实验室制法的具体内容：药品的选择，反应条件的确定，反应装置的选取，根据氧气的物理性质采取合理的收集方法，根据氧气的化学性质采取验满的方法。本单元的重点是实验室制取氧气的反应原理和操作方法，难点是催化剂和催化作用的概念。3.呈现方式与编排特点：利用学生已经有的基础知识，出示氧气在日常生活中应用的一些图片，指出在日常生活中会经常需要纯净的氧气，激发学生的学习兴趣，调动学生的思维，引导学生思考如何制取氧气。培养学生分析问题、解决问题的能力，同时让学生设计制取氧气的其他方法，使学生掌握制取气体的基本思路和方法，初步具备一定的探究能力，树立辩证唯物主义和相对论观点。二、学情分析学生经过课题2的学习和活动，对氧气的性质及用途有了较深刻的认识，对氧气产生了浓厚的探究欲望，加之知识和实验技能的储备，学生早已渴望制取一瓶纯净的氧气。这是学生第一次学习气体的制备，没有头绪，需要教师加以引导。本课题是气体制备的起始课，是学生对化学实验基本操作的综合应用，为今后“物质的制备”奠定了基础。三、教学目标1.知识与技能：①了解实验室用过氧化氢制取氧气的化学反应原理、实验装置、实验操作，掌握制取气体的基本思路和方法。②认识催化剂和催化作用的概念。2.过程与方法：通过实验，体验实验室制取氧气的方法，结合给出的药品和条件，进行实验装置的设计。通过观察和实验，认识实验室制取气体的药品选择、仪器组装、气体收集和检验、验满的基本思路和方法。3.情感态度与价值观：培养学生实事求是，严肃认真的科学态度和良好的操作能力，通过实验，丰富科学体验，激发学生学习兴趣。四、教育理念1、自主性现代学习方式的自主性，突出表现在学生有积极主动的学习心向，积极主动地学习、尝试，谋求自身创造潜能的充分发挥，并对自己的学习的兴趣、培养学生良好的个性心理品质使学习成为一种内在需要、增强自我发展的动力。发挥学生在教学中的主体性及教师的导学性，教师要为学生学习创设各种问题情境，提供丰富的思考和解决问题的素材、引发认知冲突，引导学生善于质疑、富于想象、着眼于学生成长内在动机的唤醒，进而激发自主性学习。2、探究性现代学习方式探究性主要是让学生经历一些类似科学研究的情境和过程，从中学习科学探究的方法和思想、体验科学探究的乐趣，从而获得能力的发展。教学中一定要抓住“探究”这一核心，并视为教学的生命线。让学生在主动探究中得到自主发展。在教学中深入挖掘教材素材转化为探究内容，创设生动、真实、多样情境，让学生体会科学探究乐趣。五、教学重点、难点重点：实验室利用过氧化氢制取氧气的反应原理和操作方法。难点：催化剂概念的理解和催化作用。六、教学思路让学生能够自己动手探究，综合练习化学实验基本操作，因而变演示实验为随堂探究实验是很有必要的。我们在教学设计中拟引导学生从生活体验出发，通过具体的实验探究得出制取氧气的原理，理解催化剂的概念，了解催化剂在化工生产中的应用，培养学生的观察能力、分析能力和实验动手能力，让学生在互相合作、交流的环境中去学习新知识，掌握运用新知识。七、教学前的准备1.制取氧气的实验装置和药品的准备。2.学生应会进行一些实验的基本操作。3.对氧气的性质和其他物质的特性有所了解。4.多媒体课件的制作和准备。八、教学过程教师活动学生活动设计意图【激趣导入】据悉，我市著名制氧公司濒临破产，原因是制氧原料昂贵，工艺复杂，造成公司入不敷出。老总薛老四愁眉不展，向我中学求助。今天，我们就一起来帮助薛老四解决这个难题，来探究一下如何制取氧气！【板书】课题3制取氧气聆听并思考直接导入主题，使学生明确本节课的首要任务。【提问】如果让你在实验室制取一瓶氧气，你需要解决哪些问题？（引导学生从选择药品、装置以及怎样检验生成的气体这几个方面进行回答）【过渡】首先，我们来看一下如何选择最佳“原料”【投影】探究活动一如何选择最佳“原料”【提问】你认为下列哪些物质可以用作制取O2的原料？选择的理由是什么？【补充】不选择氯化钠是因为他没有氧元素；而利用空气制氧气设备复杂，工艺要求较高；氧化汞制取氧气生成的汞是有毒的，污染环境；光合作用制取氧气耗时太长，过程缓慢。【投影】药品的选取原则：原料易得，装置简单，节约能源，安全环保。【过渡】所以应该选择高锰酸钾，氯酸钾，过氧化氢作为制取氧气的原料。今天我们就以过氧化氢为例一起来探究制取氧气的实验步骤。【投影】一、实验室制取氧气的方法（一）分解过氧化氢（H2O2）【提问】过氧化氢在常温下就可以分解生成水和氧气，但是在利用过氧化氢制取氧气的时候，通常会往里面加入少量的二氧化锰，这是为什么呢？【设问】是不是真的会加快反映速率呢？我们知道，检验猜想的最好办法是(实验)。如何进行实验呢？怎么判断加入二氧化锰后过氧化氢反应速率加快呢？【引导】如何知道生成了氧气呢？【引导】一次实验的结果能不能作为结论？（要多次重复实验点)【过渡】接下来,我们一起来探究一下二氧化锰的作用。请大家仔细观看实验视频，边记录现象边分析原因。【探究】1.（1）在试管中加入5ml5%的过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管内，观察现象。（注意观察双氧水的颜色状态）（2）向上述试管中加入少量二氧化锰（注意观察双氧水的颜色状态），把带火星的木条伸入试管，观察现象。（3）待上述试管中没有现象产生时，重新加入过氧化氢溶液，并将带火星的木条伸入试管内，观察现象，重复步骤。【播放实验视频】【提问】你发现了什么？实验1中为什么带火星的木条没有复燃？实验2中加入二氧化锰木条复燃说明了什么？实验3中，每次加入过氧化氢都会使带火星的木条复燃，说明氧气是谁产生的？二氧化锰只起到一个什么作用?【投影】除此以外，资料显示实验前准确称出二氧化锰的质量，实验结束后将二氧化锰洗净、干燥、再称量，会发现实验前后二氧化锰的质量没有改变。因此，我们可以总结一下，二氧化锰有什么特性？【过渡】我们给这类的物质一个名称——催化剂【投影】催化剂：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。它的特性可以简称为一变二不变，一变是指改变其他物质的化学反应速率，二不变是指本身的质量和化学性质都没有改变。催化剂起到的作用叫做催化作用，因此利用过氧化物制取氧气常常加入二氧化锰催化反应【板书】1.药品:过氧化氢、二氧化锰【补充】注意此反应中，二氧化锰既不是反应物也不是生成物，只是一种催化剂，应算作一个反应条件，写在箭头的上方。【板书】2.反应原理:2H2O2→2H2O+O2↑【投影】催化剂的作用【提问】请大家思考以下两个问题：1.催化剂在反应中一定是加快反应速率？2.二氧化锰是催化剂，这种说法对吗？【讲述】1.为了加快化学反应速率，我们使用催化剂，但有时为了减慢某些反应的发生，我们也会使用催化剂。催化剂的概念中是“改变”其他物质的化学反应速率，而不是片面的加快，有加快也有减慢。2.不对，催化剂是针对具体反应而言的，不是对所有反应都起作用，我们只能说二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂。【过渡】选择了最佳原料，接下来我们来探究一下如何优化生产设备。现在老师请大家吃一顿化学仪器自助餐，请你利用投影上的仪器或者面前的仪器画出反应装置，小组之间可以进行讨论。等下我会请2个小组的代表上台来画一下。请同学们在画实验装置的时候同时思考以下几个问题。【投影】1.实验装置由哪些仪器组成？2.哪部分是气体的发生装置？选择的理由是什么？3.哪部分是气体的收集装置？选择的理由是什么？（谈到发生装置注意引导从反应物的状态和反应条件思考，谈到收集装置引导从氧气的物理性质思考）【归纳小结】我们可以把装置分为2部分，一部分是发生装置，一部分是收集装置。选择发生装置时需要考虑反应物的状态和反应条件。发生装置可以分为固液不加热型和固固加热型。收集装置的选择：排水法，向上排空气法，向下排空气法。排水法适用于难溶或微溶于水且不与水反应的气体；向上排空气法适用于密度大于空气且不与空气反应的气体；向下排空气法适用于密度小于空气且不与空气反应的气体。【回顾】通过上节课的学习，我们知道氧气是一种什么样的气体？【课件展示】通常状况下，氧气不易溶于水，且不与水反应，在0℃，1个标准大气压下，其密度为1.429g/L，空气的密度为1.293g/L。【追问】氧气应该选择哪种收集装置？【板书】3.发生装置：固液不加热型收集装置：向上排空气法或排水法【提问】如何检验生成的气体是氧气？怎么检验瓶内气体已经收集满了？【课件展示】检验：将带火星的木条伸入集气瓶，若木条复燃，则证明是氧气。验满：将带火星的木条放在集气瓶口，若木条复燃，则证明是氧气。【板书】4.检验：5.验满：【小组实验】接下来，请同学们以小组为单位，利用手头上的仪器进行实验，等一下我会挑一个小组上台来进行演示实验。【提问】刚刚我在底下转了一圈，发现除了第一小组，其他小组的实验都成功了，我想请问一下第一小组的成员，你们有分析过失败的原因吗？【过渡】为了避免这种情况我们在实验前一定要检查装置的气密性。【投影】检查装置的气密性：连接好装置,将导管的一端放入盛水的容器中,用手掌紧贴试管外壁(或用酒精灯微热试管),如果盛水的容器中有气泡冒出,且移开手掌冷却一会儿后，导管中有一段液柱，则证明装置的气密性良好。【实验展示】现在我们就请第一小组的成员上台来展示一下这个实验，注意加入检查气密性这个环节。【总结实验步骤】我们一起来总结一下实验步骤：连接仪器→检查气密性→加入二氧化锰→倒入过氧化氢→收集→验满【小结】今天我们学习了氧气的工业制法和实验室制法，现在我们知道实验室制取氧气是一种化学变化。我们还了解了实验室用过氧化氢制取氧气的化学反应原理、实验装置、实验操作，同时也认识了催化剂和催化作用的概念。【练习】课堂检测【布置作业】请同学们仿照这个流程预习用高锰酸钾和氯酸钾制取氧气的实验步骤，并完成《学练优》对应作业。思考并回答。学生思考并作出回答。学生聆听并思考。学生思考并作出回答。学生思考并作出回答。学生观察现象，填写对应表格。思考并回答。学生讨论并作